KR20160022879A - 두 개의 롤러를 구비한 양방향 파이버 어플리케이션 헤드 - Google Patents

두 개의 롤러를 구비한 양방향 파이버 어플리케이션 헤드 Download PDF

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알렉산더 함린
로익 가일라드
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코리오리스 콤포지트
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Abstract

본 발명은 파이버 어플리케이션 헤드 및 해당 헤드를 사용하여 복합 재료로 구성된 부품을 제작하는 방법에 관한 것이다. 상기 헤드는 제1롤러(2) 및 제2롤러(2')를 포함하는 두 개의 어플리케이션 롤러를 포함하며, 각각의 상기 롤러는 상기 주 가이딩 시스템(3)에 대하여 적어도 상기 밴드가 상기 롤러 상의 상기 주 가이딩 시스템에 의해서 가이드 될 수 있는 활동 위치와 상기 롤러가 밴드와 접촉하지 않으며 상기 주 가이딩 시스템으로부터 이격되는 비활동위치 사이에서 이동 가능하게 장착된다. 상기 헤드는, 상기 제1롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키며, 또한 상기 제2롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 활동 위치로 이동시키는 작동 시스템을 포함한다.

Description

두 개의 롤러를 구비한 양방향 파이버 어플리케이션 헤드{BIDIRECTIONAL FIBRE APPLICATION HEAD WITH TWO ROLLERS}
본 발명은 복합 재료로 구성된 부품을 제작하기 위한 파이버 어플리케이션 헤드(fiber application head)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 상반된 방향으로의 섬유 적용을 위한 두 개의 롤러(roller)를 구비한 양방향 파이버 어플리케이션 헤드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 해당 어플리케이션 헤드를 사용하여 복합 재료 부품을 제작하는 방법에 관한 것이다.
종래 기술로는, 다수의 탄소 스레드(thread) 또는 필라멘트(filament)를 포함하며, 열경화성 또는 열가소성 수지를 함유하고 있거나 건조된, 토우(tow) 타입의, 하나 이상의 연속적인 편평 섬유(flat fiber), 특히 탄소 섬유(carbon fiber)로 구성된 광폭 밴드(wide band)의 암 금형(female mold) 또는 수 금형(male mold) 등의 레이업 툴(layup tool)과 연결된 파이버 어플리케이션 기계장치들이 있다.
이러한 기계장치들은 일반적으로 파이버 어플리케이션 헤드를 이동시키기 위한 시스템을 포함하고 있으며, 상기 헤드는 상기 밴드를 적용할 금형에 대한 접촉을 유지하기 위한 목적의 어플리케이션 롤러(application roller), 및 상기 롤러에 적용된 하나 또는 복수의 섬유들을 가이드 하기 위한 가이딩 시스템(guiding system)을 포함한다.
다수의 섬유들로 구성된 밴드의 경우, 섬유 변위 장치(fiber displacement machine)라고도 불리는 이러한 어플리케이션 기계 장치들의 가이딩 시스템은 섬유를 밴드 형태의 롤러의 일측 가장자리에서 다른 일측 가장자리로 실질적으로 이동시킬 수 있다. 특히, 국제특허출원 제WO2008132299호에 기술된 바와 같이, 상기 가이딩 시스템은 일반적으로 상류(upstream)에서 하류(downstream)로 상호 근접하는 두 개의 가이드 평면(guide plane)을 따라 엇갈린 열(staggered row)로 배치되어 섬유를 상기 롤러를 지향하는 두 계층의 섬유 형태로 가이드하는 제1수단 및 제2수단을 포함하며, 이러한 가이드 수단은, 예를 들어, 세 개의 평판의 조립 인터페이스에 형성된 채널을 포함한다. 상기 헤드는 각각의 섬유를 개별적으로 절단하는 절단 수단, 및 밴드의 적용을 언제든지 중단할 수 있도록 하고 상기 밴드의 폭을 선택할 수 있도록 하기 위해, 각각의 새로이 절단된 섬유의 경로를 재설정하는 경로 재설정 수단을 포함한다.
일 방향으로의 제1밴드의 적용을 완료한 다음, 상기 제1밴드와 평행한 그 다음 밴드의 적용은 일반적으로 헤드를 180° 회전시킨 후 반대 방향으로 수행되거나, 또는 헤드를 뒤로 이동시켜 상기 제1밴드의 출발점에 위치시킨 후 상기 제1밴드의 방향과 같은 방향으로 수행된다. 두 밴드의 적용 간에 헤드를 이동시키는 이러한 동작들은 섬유의 레이업에 소요되는 시간을 현저하게 증가시킨다.
이러한 레이업 시간(laying up time)을 줄이기 위하여, 종래 기술에서는 섬유를 두 상반된 방향으로 적용할 수 있는 이른바 양방향 헤드가 알려져 있다. 특히, 미국특허출원 제US2005/0061422호에서는, 두 개의 가이딩 시스템 중 하나를 사용하여 밴드를 두 상반된 방향으로 적용하기 위해서, 어플리케이션 롤러의 양측에 대칭적으로 배치된 상호 독립적인 두 개의 가이딩 시스템을 포함하는 어플리케이션 헤드를 제시하고 있다. 각각 자체적으로 절단 시스템 및 경로 재설정 시스템과 연결되어 있는 두 개의 가이딩 시스템을 구비한 이러한 헤드는 다루기 어렵고 무거워서 섬유를 레이업 하는 속도를 제한하게 되며, 오목한 정도 및/또는 볼록한 정도가 큰 금형에는 섬유를 적용할 수 없는 것으로 알려져 있다. 또한, 각각의 가이딩 시스템은 반드시 서로 다른 섬유 저장 수단과 연결되어야만 하는데, 이는 어플리케이션 기계 장치의 복잡성을 증가시킨다.
또한, 미국특허출원 제 US 2009/0139654호에서는 섬유를 롤러의 일측에서 타측으로 이송할 수 있도록, 각각의 섬유에 대해서 제1위치 및 제2위치 사이에서 이동 가능한 가이딩 부재를 포함하는 가이딩 시스템을 구비한 헤드를 제시하고 있으며, 여기서, 각각의 가이딩 부재는 그의 자체적인 작동 시스템에 의해서 두 위치들 사이에서 조정된다.
또한, 프랑스특허출원 제 FR 2 982 793 호에서는 주 가이딩 시스템에 대하여, 밴드가 상기 주 가이딩 시스템에 의해 롤러의 원통형 평면의 제1부분 상에서 가이드 되어 롤러의 제1회전방향으로의 회전에 의해 밴드가 적용되는 제1위치와, 밴드가 상기 주 가이딩 시스템에 의해 롤러의 원통형 평면의 제2부분 상에서 가이드 되어 롤러의 제2회전방향으로의 회전에 의해 밴드가 적용되는 제2위치 사이에서 이동 가동하게 장착된 어플리케이션 롤러를 포함하는 양방향 어플리케이션 헤드를 제시하고 있다. 이러한 양방향 헤드는 설계와 구현이 단순하며, 크기가 작고, 단방향 헤드와 실질적으로 유사한 섬유 적용 속도를 보장하며, 레이업 시간을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 일부 롤러, 특히 신축성 재료로 구성된 롤러는 원래 의도된 방향이 아닌 다른 방향으로 사용되었을 경우 빨리 열화 되거나 제어되지 않는 변형이 발생하는 경향이 있다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들 중 적어도 하나 이상의 단점을 극복하기 위한 새로운 해결 방안을 제시하는 것이며, 특히, 적어도 레이업 시간(laying up time)을 제한할 수 있는 해결 방안을 제시하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 하나 이상의 섬유로 구성된 밴드를 금형의 적용 표면 상에 적용하기 위한 어플리케이션 롤러를 적어도 하나 이상 포함하는, 복합 재료로 구성된 부품을 제작하기 위한 파이버 어플리케이션 헤드를 제공한다. 여기서, 상기 롤러를 상기 금형의 상기 적용 표면 또는 이전에 상기 금형의 상기 적용 표면 상에 적용된 하나 이상의 밴드에 접촉하게 하여 상기 섬유로 구성된 밴드를 적용할 수 있다. 또한, 상기 파이버 어플리케이션 헤드는 상기 하나 이상의 섬유를 상기 어플리케이션 롤러 방향으로 가이드 하기 위한 주 가이딩 시스템을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 제1롤러 및 제2롤러를 포함하는 두 개의 어플리케이션 롤러를 포함하며, 각각의 상기 롤러는 상기 주 가이딩 시스템에 대하여 적어도 상기 밴드가 상기 롤러 상의 상기 주 가이딩 시스템에 의해서 가이드 될 수 있는 활동 위치와 상기 롤러가 밴드와 접촉하지 않으며 상기 주 가이딩 시스템으로부터 이격되는 비활동위치 사이에서 이동 가능하게 장착되고, 상기 헤드는, 상기 제1롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 활동 위치 및 제1방향으로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키며, 또한 상기 제2롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 활동 위치 및 상기 제1방향과 상반된 제2방향으로 이동시키는, 수동 또는 자동 방식의 작동 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는, 각기 한 방향으로 상기 헤드를 사용하기 위하여, 두 개의 어플리케이션 롤러를 포함할 수 있다. 롤러가 사용될 경우, 하나의 롤러는 낮은 활동 위치에서 작동되며, 반면 다른 하나의 롤러는 높은 비활성 위치에 상기 주 가이딩 시스템과 거리를 두고 위치한다. 이렇게 하면, 상기 헤드의 상기 적용 표면(레이업 표면이라고도 함)에 대한 경사각이 제한되지 않으며, 높은 오목도 및/또는 경사도를 가진 복잡한 표면에도 레이업이 가능하게 된다.
상기 롤러의 상기 주 가이딩 시스템에 대한 이동 가능한 장착은 쉽게 구현될 수 있으며, 설계와 구현이 단순하고, 크기가 작으며, 단방향 헤드와 실질적으로 유사한 섬유 적용 속도를 보장하고, 레이업 시간을 줄이는 것이 가능하다.
헤드를 뒤집지 않아도 두 상반된 방향으로 섬유를 레이업할 수 있는 양방향 헤드를 획득하는 것 이외에도, 두 개의 롤러를 구비한 헤드는 많은 장점들을 가지고 있다.
섬유의 레이업은 일반적으로, 특히 열가소성 수지가 미리 주입되어 있거나 열가소성 바인더를 함유한 섬유를 레이업 하는 경우에는, 가열과 함께 수행된다. 레이업을 하는 동안, 롤러의 온도는 상승하게 되며, 이러한 온도의 상승은 롤러의 변형을 초래한다. 본 발명에 따른 두 개의 롤러를 구비한 헤드는 레이업에 사용되는 롤러를 교체하므로, 사용되지 않는 롤러는 비활동 위치에서 냉각될 시간을 가질 수 있다. 따라서, 레이업 시간을 증가시키는 일 없이 이러한 온도 상승을 제한할 수 있다.
뿐만 아니라, 냉각 수단이 제공되어 상기 비활동 위치에서의 롤러의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 이러한 냉각 수단은, 예를 들어 비활동 위치에 있는 롤러에 공기 흐름을 전달할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 헤드의 롤러에는 열화가 덜 일어나며, 롤러를 교체할 필요도 적으므로, 결과적으로 레이업 타임도 짧아지게 된다.
상기의 레이업 표면에 맞추어, 서로 다른 타입의 롤러들이 사용될 수 있다. 특히, 굳기가 서로 다른 변형 가능한 물질로 만들어진 롤러들이 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 레이업 표면이 현저하게 오목하거나 볼록할 경우에는, 보다 신축성 있는 롤러를 사용함으로써, 상기 롤러가 보다 많이 변형되어 상기 표면의 폼 전체에 걸쳐 맞춰지도록 할 수 있다. 상기 레이업 표면이 허니콤(honeycomb) 타입의 인서트를 포함하고 있는 경우에도, 레이업 중에 허니콤의 변형을 방지하기 위해서 신축성이 큰 롤러를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 헤드는, 롤러를 교체하지 않고서도, 서로 다른 부품들을 레이업하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 헤드는, 제1가요성 롤러(flexible roller)를 경사, 높은 오목도, 높은 볼록도 및/또는 허니콤이 있는 영역들을 위해 사용하고, 제2가요성 롤러를 보다 평평한 영역에 사용함으로써, 레이업 할 부품의 영역에 맞추어서 롤러를 교체하여 동일한 부품을 레이업할 수 있다.
나아가서, 섬유의 타입 및 가열의 타입에 따라서도, 서로 다른 롤러를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 헤드는 서로 다른 길이의 롤러를 사용하여 상기 롤러의 길이를 레이업 밴드의 폭에 맞출 수 있다. 즉, 섬유의 수 만큼 레이업 되는 밴드가 만들어 질 수 있다. 예를 들어, 상기 헤드는 16개 섬유의 밴드들을 레이업 할 수 있는 주 가이딩 시스템을 포함하는, 이른바 16 파이버 헤드(16 fiber head)일 수 있다. 상기 헤드에는 서로 다른 길이를 가진 롤러들이 장착될 수 있다. 예를 들어, 8개 섬유의 밴드에 해당하는 짧은 롤러와 16개 섬유의 밴드에 해당하는 긴 롤러가 장착되어, 상기 헤드는 롤러를 교체하지 않고서도 서로 다른 부품들을 레이업 할 수 있다. 또한, 상기 헤드는 가장 짧은 롤러는 경사 등이 있는 복잡한 표면 영역을 위해 사용하고, 그 다음으로 긴 롤러를 보다 평평한 영역에 사용함으로써, 레이업 할 부품의 영역에 맞추어서 롤러를 교체하여 동일한 부품을 레이업할 수 있다.
상기 롤러들을 상기 주 가이딩 시스템으로부터 이격된 비활동 위치에 놓음으로써, 상기 주 가이딩 시스템으로의 쉬운 접근이 가능해 질 뿐 아니라, 유지 보수 작업을 위한 섬유의 절단, 모듈의 경로 재설정 및 차단이 용이해진다. 상기 주 가이딩 시스템은 예를 들어 상기 헤드의 지지 부재 상에 고정적으로 장착될 수 있으며, 상기 롤러는 상기 지지 부재 또는 상기 가이딩 시스템 상의 두 위치 사이에서 이동 가능하게 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 지지 구조를 포함할 수 있으며, 상기 지지 구조에 의해서 상기 헤드는 변위 시스템에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 변위 시스템은 로봇의 끝단의 손목일 수 있으며, 상기 지지부재는 상기 지지구조 상에 이동 가능한 방식으로 장착되고, 적어도 하나의 일 방향 압밀 실린더에 의해 탄력적으로 편향될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 상기 롤러가 활동 위치에 있을 경우에는, 각각의 어플리케이션 롤러는 회전축의 상측에 배치된 선회축을 중심으로 선회 가능하도록 상기 회전축에 평행한 상태로 장착되고, 각각의 상기 어플리케이션 롤러의 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서의 동작은 상기 선회축 주위의 상기 롤러의 선회 동작에 의해서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 상기 어플리케이션 롤러는 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 적어도 하나의 암의 하단에, 직접 또는 간접적으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 각각의 상기 어플리케이션 롤러는 상기 주 가이딩 시스템의 양측으로부터 연장되는 두 개의 암의 말단부에 장착될 수 있다. 또한, 각각의 상기 암은 상기 선회축을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 두 개의 롤러는 동일한 하나의 선회축을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개의 롤러는 적어도 하나, 예를 들어 두 개의 선회축 암에 조립된 동일한 지지 모듈 상에 장착될 수 있다. 이러한 경우, 유리하게는, 상기 밴드는 상기 두 개의 롤러 사이를 통과하지 않으며, 상기 밴드는 비활성 위치에 있는 롤러의 반대편인 활동 위치에 있는 롤러의 측으로부터 나올 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 두 개의 지지 모듈을 포함하며, 각각의 상기 지지 모듈은 어플리케이션 롤러를 지탱할 수 있다. 또한, 상기 헤드는 적어도 하나의 선회축 암, 바람직하게는 두 개의 선회축 암과, 바람직하게는 탈착 가능한 방식으로, 조립될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는, 일반적으로 토우(tow)라고 불리는 연속적인 다수의 편평 섬유들로 구성된 밴드의 도구와 접촉함으로써 섬유를 적용하는, 이른바 섬유 배치 헤드(fiber placement head)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 주 가이딩 시스템은 복수의 상기 섬유를 상기 밴드 형태의 상기 어플리케이션 롤러 방향으로 가이드 할 수 있으며, 상기 주 가이딩 시스템은 상류에서 하류로 상호 근접하는 두 개의 가이딩 평면을 따라 엇갈린 열로 배치되어 상기 섬유를 두 계층의 섬유 형태로 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러 방향으로 가이드 하는 제1가이딩 수단 및 제2가이딩 수단을 포함하며, 상기 제1가이딩 수단 및 상기 제2가이딩 수단은 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리로 연결되는 제1채널 및 제2채널을 포함하고, 상기 주 가이딩 시스템은 예를 들어 하나 또는 복수의 평판으로 구성되며, 상기 채널은 상기 평판 또는 평판들의 하단부로 연결되고, 또한, 상기 주 가이딩 시스템은 바람직하게는 대칭 평면인 평균 평면을 구비하고, 상기 두 개의 가이딩 평면은 상기 평균 평면의 양측 중 일측에 각각 대칭적으로 배치되며, 상기 평균 평면은 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러의 원통형 표면과 실질적으로 접선을 이루도록 배치되거나, 또는 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러의 상기 회전축에 대하여 상기 원통형 표면을 벗어나도록 배치될 수 있으며, 활동 위치에 있는 상기 어플리케이션 롤러의 회전축은 상기 평균 평면의 양측에 대칭적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 섬유 배치 헤드는 상기 롤러의 각각의 섬유 상류를, 바람직하게는 개별적으로, 상기 섬유의 전방이동 방향에 대하여 절단하는 절단 수단, 및 상기 절단 수단의 상류에 배치되어, 밴드의 적용을 언제든지 중단할 수 있도록 하고 상기 밴드의 폭을 선택할 수 있도록 하기 위해, 각각의 새로이 절단된 섬유의 경로를 재설정 하는 경로 재설정 수단을 포함할 수 있다. 또한, 상기 헤드는 상기 절단 수단의 상류에 배치되어, 각각의 새로이 절단된 섬유를, 바람직하게는 개별적으로, 차단할 수 있는 차단 수단을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는, 넓은 리본 형태의 단일한 편평 섬유로 구성된 밴드의 도구와의 접촉을 통하여 섬유를 적용하기 위하여 제공될 수 있다. 이러한 경우, 상기 헤드는 단일한 편평 섬유를 롤러의 방향으로 가이드 할 수 있는 주 가이딩 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1롤러 및 상기 제2롤러의 상기 암의 상기 선회축은 상기 평균 평면의 양측 중 일측에 각각 대칭적으로 배치되며, 상기 롤러가 상기 활동 위치에 위치할 경우 상기 암의 상기 선회축은 상기 롤러의 상기 회전축과 상기 평균 평면을 기준으로 반대 측에 배치될 수 있다. 이러한 조립 구조는 본 발명에 따른 두 개의 롤러의 크기를 제한할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 롤러는 각각 별도의 지지 모듈 상에 장착되며, 각각의 상기 지지 모듈은 상기 작동 시스템에 의해 작동되어 상기 지지 모듈과 연결된 롤러를 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서 변위시킬 수 있다.
본 발명에 따른 헤드는 하나의 롤러를 포함하고 일 방향으로 사용될 수 있다. 여기서, 상기 헤드에는, 예를 들어 레이저 타입의 가열 시스템 또는 예를 들어 초음파 타입의 트리밍 시스템(trimming system) 등의 처리 장치가 장착된 기타의 지지 모듈이 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 롤러는 상기 작동 시스템에 의해 작동되어 상기 지지 모듈과 연결된 롤러를 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서 변위시키는 공통 지지 모듈 상에 장착될 수 있다. 또한, 상기 공통 지지 모듈은 상기 두 개의 롤러가 비활동 위치에 있게 되는 상승 위치로 변위되어, 상기 주 가이딩 시스템, 절단 모듈, 경로 재설정 모듈 및/또는 차단 모듈의 유지보수 작업을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 어플리케이션 롤러는 하나의 공통 작동 시스템에 의하여 활동 위치와 비활동 위치 사이에서 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 부 가이딩 시스템을 더 포함하며, 각각의 상기 부 가이딩 시스템은 상기 롤러의 상기 지지모듈 상에 각각 장착되거나 또는 두 개의 상기 부 가이딩 시스템이 상기 롤러의 상기 공통 지지 모듈 상에 장착되며, 상기 롤러가 상기 활동 위치에 위치할 경우, 각각의 상기 부 가이딩 시스템은 상기 주 가이딩 시스템에 존재하는 각각의 섬유를 각각의 상기 부 가이딩 시스템과 연결된 상기 롤러 방향으로 가이드할 수 있다. 이러한 부 가이딩 시스템은 상기 롤러에 이동 가능하게 장착되어 섬유를 상기 롤러에 최대한 근접하도록 가이드 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 부 가이딩 시스템은 제1부 채널(first additional channel)과 함께 제공되는 제1바(first bar) 및 엇갈린 열로 배치된 제2부 채널(second additional channel)을 포함하며, 상기 부 가이딩 시스템이 연결된 상기 어플리케이션 롤러의 활동 위치에 있는 상기 주 가이딩 시스템의 상기 제1및 제2채널의 연장부에 연결될 수 있다. 각각의 바는 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리와 접하는 상측면, 외측과 대향하는 외측면, 및 상기 어플리케이션 롤러를 대향하는 내측면을 구비할 수 있다. 상기 제1 및 제 2 부 채널들은 개방된 상태이며 상기 바의 내측면 및 외측면 상에 형성된 홈으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 바(bar)는 상기 롤러와 같은 오목도의 오목한 내측면을 구비할 수 있으며, 상기 오목한 내측면 상에 형성된 홈이 만곡된 채널을 형성할 수 있다. 그리고/또는, 상기 주 가이딩 시스템의 상기 하류 가장자리는 원통형의 표면을 구비할 수 있으며, 상기 바(bar)들은 그에 해당하는 형상의 오목한 상측면을 구비할 수 있다. 유리하게는, 상기 바의 외측면에 형성된 상기 홈은 상기 외측면에 대하여 탈착 가능한 방식으로 장착된 적어도 하나의 가이드 평판에 의해서 덮여 있을 수 있다.
국제특허출원 제 PCT/FR2011/052022호에 개시된 바와 같이, 각각의 지지 모듈에는 콤(comb)이 더 장착되어 있을 수 있다. 상기 콤은 상기 부 가이딩 시스템으로부터 빠져 나오는 섬유와 직면하는 복수의 신축성 있는 탭(tab)을 포함하여 상기 섬유가 상기 롤러에 대해서 지지될 수 있도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 각각의 상기 롤러의 상기 지지모듈 또는 상기 롤러의 상기 공통 지지모듈 상에 장착된 압밀 평판을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 상기 섬유의 상기 밴드가 상기 위치에 위치한 상기 제1롤러 또는 상기 제2롤러에 적용되었을 경우, 상기 섬유의 상기 밴드가 압밀되기 이전의 상기 밴드 방향 및/또는 이미 적용이 완료된 상기 밴드 또는 상기 금형 방향으로의 열 복사가 가능한 가열 시스템을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 활동 위치와 비활동 위치 사이에서의 상기 어플리케이션 롤러의 동작은 가이딩 홈(guiding groove) 내에서 롤러를 이동시키는 상기 공통 지지 모듈 또는 지지 모듈들 각각의 슬라이딩에 의해 수행될 수 있다.
밴드의 전체 폼에 걸쳐서 실질적으로 균일한 압밀을 보장하기 위해서, 상기 헤드는 스스로를 상기 적용 표면, 특히 볼록 및/또는 오목한 적용 표면에 맞출 수 있는, 적어도 하나의 압밀 롤러를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는, 예를 들어 탄성 중합체와 같은 신축성 있고 탄성적으로 변형 가능한 물질로 구성된 신축성 롤러(flexible roller)를 포함할 수 있으며, 상기 신축성 롤러는 상기 표면의 윤곽에 맞추어 변형될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 적어도 하나의 예를 들어 금속과 같은, 강체 세그먼트 롤러(rigid segment roller)를 포함할 수 있으며, 상기 강체 세그먼트 롤러는 동일한 축 막대(axial rod) 상에 나란히 그리고 독립적으로 장착된 다수의 롤러 세그먼트를 포함할 수 있으며, 각각의 세그먼트는 상기 축 막대 상에서 수직 하방으로 독립적으로 이동 가능하며, 팽창가능한 백 시스템(expansible bag system)과 같은 탄성수단에 의해 상기 적용 표면에 대하여 탄성적으로 편향될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는, 적어도 상기 활동 위치에 있는 상기 롤러의 잠금상태를 보장하는 잠금수단을 더 포함할 수 있다. 상기 잠금수단은 바람직하게는 적어도 하나의 암 상에 동작하여, 압밀력(compaction force)의 지속작용을 가능하게 할 수 있으며, 따라서 힘이 활동 위치에 있는 롤러의 선회축의 수준으로 지속되도록 제한할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 정의된 헤드를 포함하는 섬유 적용 장치, 상기 헤드를 변위시키는 시스템, 두 위치 사이에서의 롤러의 동작을 제어하는 작동 시스템, 상기 작동 시스템을 제어하는 제어 장치, 및 상용되는 롤러에 따른 두 원점을 사용하여 매개변수화 된 궤적을 따라서 상기 헤드를 변위시키는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 파이버 어플리케이션 헤드를 사용하여 섬유를 적용 표면에 레이업 함으로써, 복합재료로 구성된 부품을 제작하는 방법을 제공한다. 여기서, 상기 파이버 어플리케이션 헤드는 적어도 하나의 섬유를 어플리케이션 롤러로 가이드 하는 주 가이딩 시스템을 포함하고, 상기 방법은 상기 어플리케이션 헤드를 상기 적용 표면에 대하여 변위시켜 상기 적용 표면 상에 하나 이상의 섬유로 구성된 밴드를 상기 어플리케이션 헤드의 상기 어플리케이션 롤러에 적용하는 단계를 포함하며,
- 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제1롤러를 조정하여 상기 제1롤러를 활동 위치로 이동시키고 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제2롤러를 조정하여 상기 제2롤러를 상기 밴드와 접촉되지 않는 비활동 위치로 이동시키며, 상기 밴드를 상기 제1롤러에 적용하기 위해 상기 헤드를 제1방향으로 변위시키는 단계; 및
- 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제1롤러를 조정하여 상기 제1롤러를 상기 밴드와 접촉되지 않는 비활동 위치로 이동시키고 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제2롤러를 조정하여 상기 제2롤러를 활동 위치로 이동시키며, 상기 밴드를 상기 제2롤러에 적용하기 위해 상기 헤드를 제2방향으로 변위시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합재료부품의 제작방법은 제1밴드를 상기 제1롤러에 적용하고, 상기 제1밴드의 폭보다 더 작은 폭을 가진 제2밴드를 상기 제1롤러의 길이보다 더 작은 길이를 가진 상기 제2롤러에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합재료부품의 제작방법은 제1밴드를 상기 제1롤러에 적용하고, 제2밴드를 상기 제1롤러의 탄성 변형 능력보다 더 큰 탄성 변형 능력을 가진 상기 제2롤러에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 파이버 어플리케이션 헤드는 설계와 구현이 단순하며, 크기가 작고, 단방향 헤드와 실질적으로 유사한 섬유 적용 속도를 보장하며, 섬유의 레이업 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 파이버 어플리케이션 헤드의 적용 표면(레이업 표면)에 대한 경사각은 제한되지 않으며, 따라서, 높은 오목도 및/또는 경사도를 가진 복잡한 표면에도 레이업이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤드를 뒤집지 않아도 두 상반된 방향으로 섬유를 레이업할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 두 개의 롤러를 구비한 헤드는 레이업에 사용되는 롤러를 교체하므로, 사용되지 않는 롤러는 비활동 위치에서 냉각될 시간을 가질 수 있다. 따라서, 레이업 시간을 증가시키는 일 없이 이러한 온도 상승을 제한할 수 있으며, 온도 상승에 따른 롤러의 변형을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드의 롤러에는 열화가 덜 일어나며, 롤러를 교체할 필요도 적으므로, 결과적으로 레이업 타임도 짧아지게 된다.
첨부되는 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예의 예시적인 설명으로부터, 본 발명의 목적, 상세 설명, 특징 및 효과는 더욱 명백히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른, 섬유를 제1롤러에 제1방향(S1)으로 적용하기 위해서, 제1롤러는 제1활동위치에 위치하고 제2롤러는 비활동위치에 위치한, 파이버 어플리케이션 헤드의 개략 사시도이다.
도2는 도1의 헤드의 정면도이다.
도3은 도1의 헤드의 측면도이다.
도4는 도3의 유사 도면으로서, 섬유를 제2롤러에 제2방향(S2)으로 적용하기 위해서, 제2롤러는 활동위치에 위치하고 제1롤러는 비활동위치에 위치한, 파이버 어플리케이션 헤드의 측면도이다.
도5는 도1의 헤드의 암 및 지지모듈의 개략 사시도이다.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 어플리케이션 헤드의 개략 측면도이다.
도7은 도6의 헤드의 두 롤러의 암 및 공통 지지 모듈을 도시한 개략 사시도이다.
도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 어플리케이션 헤드의 개략 측면도이다.
도9는 도8의 헤드의 롤러의 연접봉 및 지지 모듈을 도시한 개략 측면도이다.
도1 내지 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이버 어플리케이션 헤드(1)를 도시한다. 여기서, 상기 파이버 어플리케이션 헤드(1)는 금형(9)의 적용 표면(91) 상에 예를 들어, 사전 주입된 수지 등의 다수의 섬유(F1, F2)로 구성된 밴드를 적용하기 위하여 제공된다. 상기 헤드(1)는 압밀 롤러라고도 불리는 두 개의 어플리케이션 롤러, 즉, 제1롤러(2) 및 제2롤러(2')를 포함할 수 있다. 각각의 롤러는 레이업 활동 위치와 레이업 비활동 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 헤드는 상기 활동 위치에 위치한 두 롤러 중 하나를 이용하여 레이업 작업을 수행한다. 상기 헤드는 상기 섬유가 상기 헤드에 진입하여 두 층의 섬유 형태로 상기 활동 위치에 위치한 롤러 방향으로 이송되도록 가이드 하여 섬유 밴드를 형성하는 주 가이딩 시스템(3)을 포함할 수 있으며, 상기 섬유는 실질적으로 에지 투 에지(edge to edge)로 배치될 수 있다.
상기 주 가이딩 시스템(3)은 예를 들어, 상기에서 언급된 국제특허출원 제 WO2008132299호에서 개시된 바와 같은 타입일 수 있으며, 바람직하게는 금속으로 구성된, 세 개의 부품 또는 평판을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 부품 또는 평판은 서로에 대하여 평평하게 장착되어 이들 사이에 제1계층의 제1섬유(F1) 및 제2계층의 제2섬유(F2)를 각각 통과하는 제1가이딩 채널 및 제2가이딩 채널을 정의할 수 있다. 상기 제1채널 및 상기 제2채널은 상류에서 하류를 따라 상호 근접하는 두 개의 가이딩 평면(P1, P2)를 따라서 엇갈린 열(staggered row)로 배치되어 상기 두 계층의 섬유(F1, F2)가 실질적으로 에지 투 에지(edge to edge)로 활동 위치에 있는 어플리케이션 롤러의 수준에 레이업 될 수 있도록 한다. 상기 가이딩 평면(P1, P2)은 상기 주 가이딩 시스템의 평균 대칭 평면(P3)의 양측에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
상기 헤드는 지지 구조(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 상기 지지 구조를 통하여 상기 헤드는 상기 헤드를 상호 직교하는 적어도 세 방향으로 변위 시킬 수 있는 변위 시스템에 연결될 수 있다. 상기 변위 시스템은 예를 들어 로봇에 연결될 수 있으며, 상기 로봇은 상기 어플리이션 헤드에 장착되는 단부에 손목(wrsit) 또는 다관절 암(multi-articulated arm)을 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 주 가이딩 시스템(3)은 상기 지지 구조 상에 이동 가능하게 장착된 지지부재(11) 상에 조립될 수 있으며, 상기 롤러들 중 하나를 통하여 상기 섬유가 상기 금형에 적용되는 압밀력을 정의하는 적어도 하나의 압밀 실린더(도시되지 않음)에 의해서 하측으로 편향될 수 있다. 상기 압밀 실린더는 예를 들어 압축 공기 실린더일 수 있으며, 상기 압밀 실린더의 압력을 조절하여 상기 압밀력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 각 계층이 8개씩의 섬유를 포함하는 16개의 섬유의 밴드를 적용하기 위해서 제공될 수 있으며, 상기 주 가이딩 시스템은 8개의 제1채널과 8개의 제2채널을 포함할 수 있다.
상기 섬유는 저장수단(도시되지 않음)으로부터 전달수단(도시되지 않음)을 통하여 공급될 수 있다. 상기 섬유 저장수단은 섬유가 보빈(bobbin)의 형태로 패키징 되어 있을 경우에는 크릴(creel)을 포함할 수 있다. 상기 전달수단은 신축성 있는 튜브로 구성될 수 있으며, 각각의 튜브는 자신의 내부 통로에 하나의 섬유를 수용할 수 있다.
상기 헤드는 상기 가이딩 시스템의 일측에 상기 가이딩 시스템을 통과하는 각각의 섬유를 개별적으로 절단하는 절단수단(참조부호 81로 개략적으로 도시됨), 새로이 절단된 각각의 섬유를 상기 롤러로 향하도록 경로를 재설정하는 경로 재설정 수단(참조부호 82로 개략적으로 도시됨), 및 절단된 각각의 섬유를 차단하는 차단수단(참조번호 83으로 개략적으로 도시됨)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 낮게 위치한 활동 위치(레이업 위치라고도 함)와 높게 위치한 비활동 위치 사이에서 변위되는 제1롤러(2) 및 제2롤러(2')를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 각각의 롤러(2)는 자신의 지지 모듈과 선회축 암을 통하여 주 가이딩 시스템(3)에 대하여 선회축을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있다.
상기 제1롤러(2)는 지지모듈(4)의 회전축(A1)을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 지지 모듈은 상기 가이딩 시스템의 양 측면으로부터 연장되는 두 개의 암(5a, 5b)의 하단부에 조립될 수 있다. 각각의 암은 상기 가이딩 시스템의 측부(34)에 선회축(A2)을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있다.
상기 지지 모듈(4)은 두 개의 지지부재(40a, 40b)를 포함할 수 있으며, 각각의 상기 지지부재는 상기 암에 탈착 가능한 방식으로 조립될 수 있다. 상기 제1롤러는 예를 들어 신축성 있는 롤러일 수 있으며, 단단한 축 막대(aixal rod) 상에 장착된 탄성중합체(elastomeric material)로 만들어진 실린더(21)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 롤러는 그의 축 막대의 끝단에 의해서 상기 지지부재의 일부에 장착될 수 있으며, 상기 지지부재의 일부는 베어링을 형성할 수 있다. 상기 선회축(A2)는 대칭 평면(P3)에 대하여 편심될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 평면(P3)의 왼쪽으로 편심될 수 있다.
상기 암(5a, 5b)은 상기 선회축(A2)을 중심으로 선회하여 상기 제1롤러를 상기 가이딩 시스템의 하류 가장자리(31)의 하측과 상기 절단수단(81)의 하측, 즉, 도3에 도시된 바와 같은 제1활동 위치와 도4에 도시된 바와 같은 제2비활동 위치 사이에서 변위시킬 수 있다.
상기 활동 위치에서는, 상기 주 가이딩 시스템(3)에 존재하는 섬유는 상기 제1롤러(2)의 좌측으로 가이드 되어 상기 섬유는 상기 제1롤러에 제1방향(S1)으로 레이업 될 수 있다. 상기 제1롤러의 회전축(A1)은 상기 가이딩 채널이 그로부터 유도되는 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리(31)의 하측에 위치할 수 있으며, 또한 상기 대칭 평면(P3)의 우측, 상기 선회축(A2)에 대한 평면의 반대측에 위치할 수 있다.
활동 위치에서는, 상기 제1롤러는, 예를 들어, 상기 두 개의 가이딩 평면(P1, P2)이 실질적으로 상기 롤러의 원통형 외부 표면에 접하도록 위치할 수 있다. 상기 롤러의 제3방향(S3)에 대해서는, 상기 평면(P1)의 상기 롤러와 접촉하는 접촉 모면(contact generatrix)은 상기 평면(P2)의 상기 롤러의 표면과 접촉하는 접촉 모면의 상류에 위치할 수 있다.
상기 대칭 표면(P3)은 상기 회전축(A1)에 대한 외측 표면을 벗어나서 위치할 수 있다. 도 4에서 도시된 바와 같은 비활동 위치에서는, 상기 제1롤러는 상기 주 가이딩 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리의 상측, 상기 선회축(A2)에 반대편에 있는 상기 평면(P3)의 일측, 즉, 도3및 도4에 도시된 바와 같은 상기 평면(P3)의 우측으로 되돌아갈 수 있다.
상기 지지모듈(4)은 이동 가능한 상기 섬유가 상기 롤러에 가장 가까이 근접하도록 가이드 하는 부 가이딩 시스템(7)을 더 포함할 수 있다. 도5를 참조하면, 이러한 부 가이딩 시스템은 그의 양 끝단에 의해 두 개의 지지부재에 탈착 가능하게 조립되어 상기 회전축(A1)에 평행하게 배치된 바(bar)(70)를 포함할 수 있다. 각각의 바(bar)는 단면에 일반적으로 삼각형 형상의 웨지(wedge)를 포함할 수 있으며, 상기 롤러가 활동 위치에 있을 때에는 이른바 상측 표면은 상기 주 가이딩 시스템을 대향하고, 이른바 외측 표면은 실질적으로 평면이며 외측을 지향하고, 이른바 내측 평면은 오목하며 상기 롤러를 대향할 수 있으며, 상기 내측 표면의 오목한 정도는 상기 롤러의 표면에 대응할 수 있다.
상기 바는 부 가이딩 채널의 두 개의 평행한 열을 포함할 수 있다. 상기 제1열의 제1부 채널(71) 및 상기 제2열의 제2부 채널(72)은 엇갈린 열(staggered row)로 배치될 수 있다. 상기 부 채널은 개방되어 있으며 상기 바의 내측 및 외측 표면에 형성되어 있는 홈에 의해서 구성되며 상기 상측 표면으로 연장된다. 상기의 이른바 만곡된 제1채널(71)은 상기 바의 오목한 내측 표면 상에 형성된 홈으로부터 형성되며, 상기 제2채널(72)은 상기 외측 표면 상에 형성된 홈으로부터 형성될 수 있다.
상기 부 가이딩 시스템을 상기 주 가이딩 시스템에 가장 근접하게 포지셔닝 하기 위해서, 상기 주 가이딩 시스템의 상기 하류 가장자리(34)는 원통형의 볼록한 표면을 가질 수 있다. 그렇게 되면, 상기 부 가이딩 시스템의 상기 바(bar)는 그에 대응하여 볼록한 상측 표면을 가질 수 있다. 활동 위치에서는, 상기 바(bar)는, 상기 주 가이딩 시스템의 상기 하류 가장자리에 대하여, 그의 제1부 채널(71)은 상기 평면(P1)을 따라 배치된 제1계층의 제1가이딩 채널의 연장선에 배치되며, 그의 제2 부 채널은 상기 평면(P2)을 따라 배치된 제2계층의 제2가이딩 채널의 연장선에 배치될 수 있다. 상기 제2채널(72)를 형성하는 상기 홈 내의 섬유의 보유를 보장하기 위해서, 이들 채널들은 상기 바(bar) 상에 탈착 가능한 방식으로 장착된 가이드 평판(도시되지 않음)에 의해서 외측 표면에 대하여 닫혀 있을 수 있다.
상기 모듈에는, 상기 부 가이딩 시스템 내에 존재하는 섬유 및/또는 상기 압밀 롤러의 상류에 이미 적용되어 있는 섬유의 밴드 또는 금형을 가열하기 위하여, 본 실시예에서는 적외선 램프(85)로 구성된 가열수단이 장착될 수 있다. 이렇게 하여, 수지가 미리 주입된 섬유인 경우의 상기 미리 주입된 수지 또는 건조 섬유의 경우의 바인더를 적어도 유연하게 만들 수 있으며, 따라서 밴드들 사이의 접착력을 촉진시킬 수 있다. 상기 램프(85)는 상기 두 개의 지지부재들 중 적어도 하나에 장착될 수 있으며 레이업 방향(S1)에 대하여 상기 제1롤러의 하류에 배치될 수 있다.
상기 모듈에는 상기 배치 롤러의 전진 방향에 대해서 상기 롤러의 하류에 배치되는 압밀 평판(86)에 설치될 수 있으며, 유럽특허출원 제 EP 2 414 152호에 개시된 바와 같이, 이 평판은 코너를 진행하는 동안 상기 밴드의 전체 폭에 걸친 압밀을 보장한다. 변형 가능한 재질로 만들어진 상기 평판은 평판 지지대(87) 상에 장착될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 평판 지지대의 상류 부분은 상기 헤드의 전진 방향(S1)에 대하여 상기 제1롤러의 뒤편으로 상기 지지부재(40a, 40b)에 조립될 수 있으며, 그의 하류 부분은 연결 막대에 의해 상기 지지부재에 연결될 수 있다. 길이를 조절할 수 있는 연결 막대 또는 서로 다른 길이의 연결 막대들의 세트가 사용되어 상기 평판의 각도를 원하는 수치로 맞출 수 있다.
이와 유사한 방식으로, 상기 제2롤러(2')는 지지모듈(4')의 회전축(A'1)을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 지지 모듈은 상기 가이딩 시스템의 양 측면으로부터 연장되는 두 개의 암(5'a, 5'b)의 하단부에 조립될 수 있다. 각각의 암은 상기 가이딩 시스템의 측부(34)에 선회축(A'2)을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있다.
상기 지지 모듈(4')은 두 개의 지지부재(40'a, 40'b)를 포함할 수 있으며, 각각의 상기 지지부재는 상기 암에 탈착 가능한 방식으로 조립될 수 있다. 상기 제2롤러는 상기 지지부재의 베어링에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 두 개의 축(A2, A'2)은 상기 평면(P3)의 양측에 각각 대칭적으로 배치될 수 있으며, 상기 선회축(A'2)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 평면(P3)의 오른쪽으로 편심될 수 있다.
상기 암(5'a, 5'b)은 상기 선회축(A'2)을 중심으로 선회하여 상기 제2롤러를 상기 가이딩 시스템의 하류 가장자리(31)의 하측과 상기 절단수단(81)의 하측, 즉, 도 4에 도시된 바와 같은 제1활동 위치와 도3에 도시된 바와 같은 제2비활동 위치 사이에서 변위시킬 수 있다.
상기 활동 위치에서는, 상기 주 가이딩 시스템(3)에 존재하는 섬유는 상기 제2롤러(2')의 우측으로 가이드 되어 상기 섬유는 상기 제2롤러에 제2방향(S2)으로 레이업 될 수 있다. 상기 제2롤러의 회전축(A'1)은 상기 가이딩 채널이 그로부터 유도되는 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리(31)의 하측에 위치할 수 있으며, 또한 상기 대칭 평면(P3)의 좌측, 상기 선회축(A'2)에 대한 평면의 반대측에 위치할 수 있다.
활동 위치에서는, 상기 제2롤러는, 예를 들어, 상기 두 개의 가이딩 평면(P1, P2)이 실질적으로 상기 롤러의 원통형 외부 표면에 접하도록 위치할 수 있다. 상기 롤러의 제3방향(S'3)에 대해서는, 상기 평면(P1)의 상기 롤러와 접촉하는 접촉 모면(contact generatrix)은 상기 평면(P2)의 상기 롤러의 외측 표면과 접촉하는 접촉 모면의 하류에 위치할 수 있다.
상기 대칭 표면(P3)은 상기 회전축(A'1)에 대한 외측 표면을 벗어나서 위치할 수 있다. 도 3에서 도시된 바와 같은 비활동 위치에서는, 상기 제2롤러는 상기 주 가이딩 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리의 상측, 상기 선회축(A'2)에 반대편에 있는 상기 평면(P3)의 일측, 즉, 도3및 도4에 도시된 바와 같은 상기 평면(P3)의 좌측으로 되돌아갈 수 있다.
상기 제2롤러의 지지모듈에는 상기 제1롤러의 지지모듈과 동일하게 부 가이딩 시스템(7') 및 압밀 평판(86')이 장착될 수 있다.
활동 위치에서는, 상기 부 가이딩 시스템(7')은 상기 주 가이딩 시스템의 상기 하류 가장자리에 대하여, 그의 제1부 채널(71)은 상기 평면(P1)을 따라 배치된 제1계층의 제2가이딩 채널의 연장선에 배치되며, 그의 제2 부 채널은 상기 평면(P2)을 따라 배치된 제2계층의 제1가이딩 채널의 연장선에 배치될 수 있다.
상기 제1롤러가 활동 위치에 있을 때에는, 상기 제2롤러는 비활동 위치에 위치하게 된다. 이와 반대로, 상기 제1롤러가 비활동 위치에 있을 때에는 상기 제2롤러는 활동 위치에 위치하게 된다.
상기 롤러들에 연결된 암(5a, 5b, 5'a, 5'b)의 쌍들은 선회축 방향으로 서로에 대하여 가로로 편심되어 있다. 상기 암의 쌍들은 두 개의 롤러 모두에 동일하게 해당될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 같은 쌍의 암들은 이러한 가로 편심을 고려하여 서로 다른 하부 부속품을 포함할 수 있으며, 그렇게 함으로써 상기 두 개의 롤러의 활동 위치에서 동일한 가로 위치를 확보할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 롤러(2, 2')는 공통 작동 시스템(6)에 의해서 활동 위치와 비활동 위치 사이에서 동작할 수 있다. 상기 암(5a, 5a')은 각각 피니언(61, 61')에 고정 장착되는 핀(41)을 보유하고 있다. 드라이브 피니언(62)는 공통 모터(도시되지 않음)의 축에 연결될 수 있으며, 톱니 벨트(63)가 상기 세 개의 피니언(61, 61', 62)에 장착될 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 제1롤러가 활동 위치에 있고 제2롤러가 비활동 위치에 있을 때에는, 상기 모터는 상기 드라이브 피니언을 반시계 방향(화살표 S4로 도시됨)으로 회전시키도록 제어되고 이러한 방식으로 상기 암(5a, 5a')을 반시계 방향으로 구동하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1롤러를 비활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 활동 위치로 이동시킬 수 있다. 상기 롤러들을 도4에 도시된 위치에서 도3에 도시된 위치로 복귀시킬 경우에는, 상기 모터는 상기 드라이브 피니언을 시계 방향(S5)으로 구동시킬 수 있다.
잠금수단이 제공되어 롤러를 활동 위치에 고정시킬 수 있다. 이러한 잠금 수단은 상기 주 가이딩 시스템에 장착된 두 개의 실린더(84)를 포함할 수 있으며, 이들 실린더의 막대들은 상기 선회축에 평행하게 배치될 수 있고, 상기 주 가이딩 시스템의 측부에 대하여 돌출되어 활동 위치에서 변위될 수 있다.
활동 위치에서는, 상기 실린더 막대는 활동 위치에 있는 롤러와 연결된 상기 암의 개구부 또는 오목부(42, 42')에 들어갈 수 있다. 이러한 잠금 수단은 압밀력이 유지될 수 있도록 하며, 활동 위치에서의 롤러의 선회축의 수준에 작용되는 힘을 제한할 수 있다.
금형 상의 섬유의 밴드를 좌측 방향(S1)으로 레이업 하기 위해서, 상기 제1롤러는 활동 위치로 이동될 수 있다. 상기 주 가이딩 시스템(3)의 채널들 내에서 가이드 되는 상기 섬유(F1, F2)는 이후 상기 바(70)의 부 채널들 내로 가이드 되어 상기 제1롤러에 의해서 상기 금형에 적용되고, 이때, 상기 제1롤러는 반시계 방향(S3)으로 회전한다.
금형 상의 섬유의 밴드를 우측 방향(S2)으로 레이업 하기 위해서, 상기 제2롤러는 활동 위치로 이동될 수 있다. 상기 주 가이딩 시스템(3)의 채널들 내에서 가이드 되는 상기 섬유(F1, F2)는 이후 상기 부 가이딩 시스템(7)의 부 채널들 내로 가이드 되어 상기 제2롤러에 의해서 상기 금형에 적용되고, 이때, 상기 제1롤러는 시계 방향(S3')으로 회전한다.
본 발명에 따른 헤드가 설치된 파이버 어플리케이션 장치는 롤러를 활동 위치와 비활동 위치 사이에서 작동할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부의 프로그래밍 소프트웨어에서는, 상기 헤드의 궤적은 사용되는 롤러에 따를 수 있다. 상기 궤적을 정의하기 위한 원 위치(original point)는 예를 들어 레이업 표면에 접촉하게 되는 롤러의 모면(generatrix)의 한가운데가 될 수 있으며, 사용되는 롤러에 따라서는 두 개의 원 위치가 사용될 수도 있다.
대안적으로는, 상기 작동 시스템은 적어도 하나의 실린더를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 실린더는 상기 롤러들 중 하나를 운반하는 암 상에서 작동될 수 있으며, 상기 암은 연결 막대에 의해서 다른 롤러를 운반하는 암과 연결될 수 있다. 상기 실린더 몸체는 예를 들어 상기 주 가이딩 시스템에 대하여 고정적으로 장착될 수 있으며, 상기 실린더 몸체의 피스톤 막대(piston rod)의 끝단은 상기 롤러의 암에 조립될 수 있다. 바람직하게는, 롤러에 연결된 상기 두 개의 암은 각각 실린더에 의해 작동되며, 상기 암들 각각은 연결 막대에 의해서 다른 롤러의 암에 연결될 수 있다. 이러한 작동 시스템은 상기 두 쌍의 암들 사이의 각도를 보다 쉽게 조정할 수 있도록 한다.
본 명세서에서 도시된 실시예에서는, 지지모듈이 압밀 평판의 장착을 위해서 제공될 수 있다. 바람직하게는, 상기 암들의 쌍은 서로 다른 모듈들의 조립을 위해서 제공될 수 있으며, 상기 지지 모듈들은 다음과 같은 측면들에 의해서 서로 구분될 수 있다:
- 롤러의 길이, 예를 들어, 한 롤러는 16섬유이고 다른 롤러는 8섬유일 수 있다;
- 분할된 금속 롤러와 변형 가능한 신축성 물질로 구성된 롤러;
- 서로 다른 경도(hardeness)의 변형 가능한 물질로 구성된 롤러, 예를 들어, 서로 다른 밀도를 가진 탄성 중합체로 구성된 롤러;
- 압밀 평판의 존재 여부; 및/또는
- 서로 다른 가열 시스템.
또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 헤드는 양방향(S1, S2) 모두를 가열하기 위한 공통 가열 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개의 롤러의 지지모듈(4, 4')들은 하나 이상의 연결 막대에 의해 연결될 수 있다. 이러한 선회 가능한 방식으로 끝단이 지지 모듈에 연결된 연결 막대들은 하나 이상의 적외선 램프를 포함할 수 있다.
대안적으로는, 상기 가열 시스템은 레이저 타입일 수 있다. 상기 헤드에 대해서 편심된 레이저원(laser source)은 예를 들어 광학 섬유 도파관(optical fiber waveguide)를 통해서 상기 주 가이딩 시스템 상에 장착된 광학 시스템에 연결되고, 활동 위치와 비활동 위치 사이에서 이동 가능하게 장착되어 제1방향(S1) 및 제2방향(S2)으로 레이업되는 섬유를 각각 가열할 수 있다.
도6 및 도7은 본 발명에 따른 두 개의 롤러를 구비한 헤드(101)의 제2실시예를 도시하고 있다. 여기서, 상기 두 개의 롤러는 동일한 지지모듈에 장착된다.
상기 지지모듈(104)는 두 개의 지지부재(140a, 140b)를 포함할 수 있다. 상기 제1롤러(102) 및 제2롤러(102')는 회전축(A3, A'3)을 중심으로 회전 가능하도록 장착될 수 있으며, 상기 두 개의 지지 모듈 사이에서, 상기 두 개의 회전축은 상기 지지 모듈의 대칭 평면(P5)의 양측에 각각 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 지지모듈은 가이딩 시스템의 양 측면으로부터 연장되는 두개의 암(105)의 하측 끝단에 조립될 수 있다. 각각의 암은 상기 가이딩 시스템의 측면에서 상기 가이딩 시스템의 대칭 평면(P4)을 따라 배치된 선회축(A4)을 중심으로 선회 가능하도록 장착될 수 있으며, 바람직하게는, 탈착 가능한 방식으로 대칭 평면(P5)의 수준에서 지지 모듈(140a, 140b)에 조립될 수 있다.
상기 지지모듈에는 앞서 설명한 바와 같은 부 가이딩 시스템(107, 107')이 장치될 수 있으며, 상기 부 가이딩 시스템은 상기의 두 개의 지지부재들 사이에 장착되며, 롤러의 외측 면, 상기 평면(P5)의 양측에 각각 대칭적으로 배치되고, 각각의 레이업 방향을 위한 적외선 램프(185, 185')가 장착될 수 있다.
암(105)은 상기 선회축(A4)을 중심으로 선회하여 상기 지지모듈을 두 위치, 즉, 제 1롤러가 활동 위치에서 제1방향으로 레이업 할 수 있고 제2롤러는 비활동위치에 있는, 도 6에서 도시된 바와 같은 상기 지지모듈의 제1위치와, 제 2롤러가 활동 위치에서 상기 제1방향의 반대방향인 제2방향으로 레이업 할 수 있고 제1롤러는 비활동위치에 있는, 도 6에서 도시된 바와 같은 상기 지지모듈의 제2위치 사이에서 변위 시킬 수 있다.
압밀 평판(186)이 두 개의 지지부재 사이, 상기 두 개의 롤러 사이에 장착될 수 있다. 이러한 하나의 평판은 섬유가 상기 제1롤러 또는 상기 제2롤러에 레이업 될 수 있도록, 양방향 모두로 가동될 수 있다. 상기 작동 시스템(도시되지 않음)은 예를 들어 실린더로 구성될 수 있으며, 그의 몸체는 상기 가이딩 시스템에 대하여 고정되도록 상기 헤드에 장착되고, 그의 실린더 막대(cylinder rod)는 암에 조립될 수 있다.
도8 및 도9는 본 발명에 따른 두 개의 롤러를 구비한 헤드(201)의 제3실시예를 도시하고 있으며, 여기서, 각각의 롤러는 연결 막대 시스템에 의해서 변위 되는 슬라이딩 지지모듈(sliding support module) 상에 장착된다.
상기 제1롤러(202)는 지지 모듈(204)의 지지부재(240a, 240b) 사이에서 회전축(A5)을 중심으로 회전 가능하도록 장착되고, 상기 지지 모듈은 상기 주 가이딩 시스템 또는 상기 주 가이딩 시스템이 장착된 헤드의 지지대 상에서 슬라이딩 가능하도록 장착될 수 있다.
슬라이딩 가능하도록 장착되기 위해서, 각각의 지지부재(204a, 204b)는 예를 들어 두 개의 휠(241, 241')을 포함할 수 있으며, 상기 헤드의 측면, 예를 들어, 상기 주 가이딩 시스템 상이나 또는 상기 헤드의 지지 프레임 상에는 일반적으로 V자 형태의 두 개의 측면 홈(212)이 형성될 수 있다. 상기 지지부재의 휠들은 상기 홈들과 맞물리어 상기 홈들 내에서 슬라이딩 될 수 있다. 상기 지지모듈은 앞서 설명한 바와 같은 부 가이딩 시스템(207) 및 압밀 평판(286)을 포함할 수 있다.
활동 위치와 비활동 위치에서의 롤러의 동작은 연결 막대(205)에 의해서 수행될 수 있으며, 상기 연결 막대(205)는, 선회 가능한 방식으로, 일단은 상기 모듈(204)의 하류 부분에, 타단은 실린더(261)에 조립될 수 있다.
본 명세서에 도시된 실시예에 따르면, 상기 연결 막대는 무로드 실린더(rodless cylinder)의 왕복대(261a)에 조립될 수 있으며, 그 자체로서 가이드 될 수 있다. 상기 연결 막대의 길이는 조절 가능하며, 이로써 상기 압밀 평판의 각도를 조절할 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 상기 제2롤러(202')는 지지모듈(204') 상에서 상기 회전축(A'5)을 중심으로 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 지지모듈은 상기 홈(212) 내에서 슬라이딩 되는 휠(241, 241'), 부 가이딩 시스템(207'), 및 압밀 평판(286')을 포함하며, 연결 막대(205')에 의하여 실린더(206')에 연결될 수 있다.
섬유를 제1방향(S1)으로 레이업 하기 위해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1롤러(202)는 활동 위치에 위치할 수 있으며 상기 제2롤러는 비활동 위치에 위치할 수 있다. 반대 방향으로 레이업 하기 위해서는, 상기 제1모듈(204)의 실린더(261)는 휠(241)을 홈(212) 내에서 슬라이딩 시켜 상기 제1롤러(202)를 비활동 위치로 끌어올리도록 제어되고, 상기 제2모듈(204')의 실린더(261')는 상기 제2롤러(202')를 활동 위치로 끌어내리도록 제어될 수 있다.
각각의 지지모듈(204, 204')에는 가열 시스템이 장착될 수 있다. 대안적으로는, IR 램프와 같은 가열 시스템이 상기 가이딩 시스템 상의 상기 평균 평면(P5)에 평행한 축을 중심으로 선회 가능하도록 장착되어 상기 롤러가 상승/하강하는 비활동 위치와 활동 가열 위치 사이에서 작동될 수 있다.
비록, 상기에서 본 발명이 몇몇의 특정 실시예 들과 연계하여 기술되었으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 않음이 자명하고, 기술된 수단들과 등가의 모든 기술적 특징 및 이들의 조합을 포함하며, 이는 본 발명의 기본적인 사상 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
1, 101, 201 파이버 어플리케이션 헤드
2, 102, 202 제1롤러
2', 102', 202' 제2롤러
3 주 가이딩 시스템
4, 4’, 104, 104’, 204, 204’ 지지모듈
5a, 5b, 5’a, 5’b ; 105 암
6 작동 시스템
7, 7’, 107, 107’, 207, 207’ 부 가이딩 시스템
9 금형 11 지지부재
21 실린더 31 하류 가장자리
34 측부
40a,40b 지지부재 61, 61' 피니언
62 드라이브 피니언 63 톱니 벨트
81 절단수단 82 경로 재설정 수단
83 차단수단 84 잠금수단
85, 85’, 185, 185’ 가열 시스템
86, 86’, 186, 286, 286’ 압밀 평판
87 평판 지지대 91 적용 표면
205 연결 막대 212 측면 홈
241 휠 261 실린더
261a 왕복대
A1, Α’1, A3, A’3 회전축 A2, A’2, A4 선회축
F1, F2 섬유
P1, P2 가이딩 평면 P3, P4, P5 평균 평면
S1 제1방향 S2 제2방향

Claims (15)

  1. 하나 이상의 섬유(F1, F2)로 구성된 밴드를 금형(9)의 적용 표면(91) 상에 적용하기 위한 적어도 하나 이상의 어플리케이션 롤러 및 상기 하나 이상의 섬유를 상기 어플리케이션 롤러 방향으로 가이드 하기 위한 주 가이딩 시스템(3)을 포함하는, 복합 재료로 구성된 부품을 제작하기 위한 파이버 어플리케이션 헤드(1,101,201)에 있어서,
    상기 헤드는 제1롤러(2, 102, 202) 및 제2롤러(2', 102', 202')를 포함하는 두 개의 어플리케이션 롤러를 포함하며, 각각의 상기 롤러는 상기 주 가이딩 시스템(3)에 대하여 적어도 상기 밴드가 상기 롤러 상의 상기 주 가이딩 시스템에 의해서 가이드 될 수 있는 활동 위치와 상기 롤러가 밴드와 접촉하지 않으며 상기 주 가이딩 시스템으로부터 이격되는 비활동위치 사이에서 이동 가능하게 장착되고,
    상기 헤드는, 상기 제1롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키며, 또한 상기 제2롤러를 사용하여 밴드를 적용하기 위해 상기 제1롤러를 상기 비활동 위치로 이동시키고 상기 제2롤러를 상기 활동 위치로 이동시키는 작동 시스템을 포함하는 파이버 어플리케이션 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 어플리케이션 롤러(2, 2'; 102, 102')는 회전축(A1, Α'1, A3, A'3)의 상측에 배치된 선회축(A2, A'2, A4)을 중심으로 선회 가능하도록 상기 회전축에 평행한 상태로 장착되고, 각각의 상기 어플리케이션 롤러의 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서의 동작은 상기 선회축 주위의 상기 롤러의 선회 동작에 의해서 수행되는 파이버 어플리케이션 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 어플리케이션 롤러(2, 102)는 회전축(A, A'1, A3, A'3)을 중심으로 회전 가능하도록 적어도 하나의 암(5a, 5b, 5'a, 5'b ; 105)의 하단에 장착되고, 각각의 상기 암은 상기 선회축(A2, A'2, A4)을 중심으로 선회 가능하도록 장착되는 파이버 어플리케이션 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    두 개의 지지 모듈(4, 4', 104, 104')을 더 포함하며, 각각의 상기 지지 모듈은 상기 어플리케이션 롤러(2, 2', 102, 102')를 운송하며 상기 암(5a, 5b, 5'a, 5'b) 중 적어도 하나에 탈착 가능한 방식으로 조립된 파이버 어플리케이션 헤드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 항에 있어서,
    상기 주 가이딩 시스템(3)은 복수의 상기 섬유(F1, F2)를 상기 밴드 형태의 상기 어플리케이션 롤러 방향으로 가이드 할 수 있으며,
    상기 주 가이딩 시스템은 상류에서 하류로 상호 근접하는 두 개의 가이딩 평면(P1, P2)을 따라 엇갈린 열로 배치되어 상기 섬유(F1, F2)를 두 계층의 섬유 형태로 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러(2, 2', 102; 102', 202, 202') 방향으로 가이드 하는 제1가이딩 수단 및 제2가이딩 수단을 포함하며,
    상기 제1가이딩 수단 및 상기 제2가이딩 수단은 상기 주 가이딩 시스템의 하류 가장자리로 연결되는 제1채널 및 제2채널을 포함하고,
    상기 주 가이딩 시스템(3)은 평균 평면(P3, P4, P5)을 구비하고, 상기 두 개의 가이딩 평면(P1, P2)은 상기 평균 평면의 양측 중 일측에 각각 대칭적으로 배치되며,
    상기 평균 평면은 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러의 원통형 표면과 실질적으로 접선을 이루도록 배치되거나, 또는 상기 활동 위치에 위치한 상기 롤러의 상기 회전축에 대하여 상기 원통형 표면을 벗어나도록 배치되는 파이버 어플리케이션 헤드.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1롤러(2) 및 상기 제2롤러(2')의 상기 암(5a, 5b, 5'a, 5'b)의 상기 선회축(A2, A'2)은 상기 평균 평면(P3)의 양측 중 일측에 각각 대칭적으로 배치되며, 상기 롤러가 상기 활동 위치에 위치할 경우 상기 암의 상기 선회축(A2, A'2)은 상기 롤러의 상기 회전축과 상기 평균 평면을 기준으로 반대 측에 배치되는 파이버 어플리케이션 헤드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 항에 있어서,
    상기 롤러(2, 2', 202, 202')는 각각 별도의 상기 지지 모듈(4, 4', 204, 204') 상에 장착되며, 각각의 상기 지지 모듈은 상기 작동 시스템(6)에 의해 작동되어 상기 지지 모듈과 연결된 롤러를 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서 변위시키는 파이버 어플리케이션 헤드.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 항에 있어서,
    상기 롤러(102, 102')는 상기 작동 시스템에 의해 작동되어 상기 지지 모듈과 연결된 롤러를 상기 활동 위치와 상기 비활동 위치 사이에서 변위시키는 공통 지지 모듈(104) 상에 장착되는 파이버 어플리케이션 헤드.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    부 가이딩 시스템(7, 7', 107, 107', 207, 207')을 더 포함하며, 각각의 상기 부 가이딩 시스템(7, 7', 107, 107', 207, 207')은 상기 롤러의 상기 지지모듈(4, 4', 204, 204') 상에 각각 장착되거나 또는 두 개의 상기 부 가이딩 시스템(7, 7', 107, 107', 207, 207')이 상기 롤러의 상기 공통 지지 모듈(104) 상에 장착되며,
    상기 롤러가 상기 활동 위치에 위치할 경우, 각각의 상기 부 가이딩 시스템은 상기 주 가이딩 시스템(3)에 존재하는 각각의 섬유를 각각의 상기 부 가이딩 시스템과 연결된 상기 롤러 방향으로 가이드하는 파이버 어플리케이션 헤드.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 항에 있어서,
    각각의 상기 롤러의 상기 지지모듈(4, 4', 204, 204') 또는 상기 롤러의 상기 공통 지지모듈(104) 상에 장착된 압밀 평판(86, 86', 186, 286, 286')을 더 포함하는 파이버 어플리케이션 헤드.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 항에 있어서,
    상기 섬유의 상기 밴드가 상기 위치에 위치한 상기 제1롤러 또는 상기 제2롤러에 적용되었을 경우, 상기 섬유의 상기 밴드가 압밀되기 이전의 상기 밴드 방향 및/또는 이미 적용이 완료된 상기 밴드 또는 상기 금형 방향으로의 열 복사가 가능한 가열 시스템(85, 85', 185, 185')을 더 포함하는 파이버 어플리케이션 헤드.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 항에 있어서,
    적어도 상기 활동 위치에 있는 상기 롤러의 잠금상태를 보장하는 잠금수단(84)을 더 포함하며, 상기 잠금수단은 압밀력(compaction force)의 지속작용을 가능하게 하는 파이버 어플리케이션 헤드.
  13. 파이버 어플리케이션 헤드를 사용하여 섬유를 적용 표면에 레이업 함으로써, 복합재료로 구성된 부품을 제작하는 방법에 있어서, 상기 파이버 어플리케이션 헤드는 적어도 하나의 섬유를 어플리케이션 롤러로 가이드 하는 주 가이딩 시스템을 포함하고, 상기 방법은 상기 어플리케이션 헤드를 상기 적용 표면에 대하여 변위시켜 상기 적용 표면 상에 하나 이상의 섬유로 구성된 밴드를 상기 어플리케이션 헤드의 상기 어플리케이션 롤러에 적용하는 단계를 포함하며,
    - 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제1롤러를 조정하여 상기 제1롤러를 활동 위치로 이동시키고 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제2롤러를 조정하여 상기 제2롤러를 상기 밴드와 접촉되지 않는 비활동 위치로 이동시키며, 상기 밴드를 상기 제1롤러에 적용하기 위해 상기 헤드를 제1방향으로 변위시키는 단계; 및
    - 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제1롤러를 조정하여 상기 제1롤러를 상기 밴드와 접촉되지 않는 비활동 위치로 이동시키고 상기 주 가이딩 시스템에 연결된 상기 헤드의 제2롤러를 조정하여 상기 제2롤러를 활동 위치로 이동시키며, 상기 밴드를 상기 제2롤러에 적용하기 위해 상기 헤드를 제2방향으로 변위시키는 단계; 를 포함하는 복합재료부품의 제작방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제1밴드를 상기 제1롤러에 적용하고, 상기 제1밴드의 폭보다 더 작은 폭을 가진 제2밴드를 상기 제1롤러의 길이보다 더 작은 길이를 가진 상기 제2롤러에 적용하는 단계를 더 포함하는 복합재료부품의 제작방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    제1밴드를 상기 제1롤러에 적용하고, 제2밴드를 상기 제1롤러의 탄성 변형 능력보다 더 큰 탄성 변형 능력을 가진 상기 제2롤러에 적용하는 단계를 더 포함하는 복합재료부품의 제작방법.
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